Ta instructable vas bo naučil, kako narediti velik vir napetosti z uporabo nekaj uporov, napetostnega vira in tranzistorja. Potrebno je le minimalno poznavanje elektronike!
Dobave:
1. korak: Motivacija
Na preprost način lahko pomislimo na Napetost (ali natančneje, potencialna razlika) kot vir energije v vezju. Ne glede na vašo obremenitev (iPhone, zvočnike, itd.), Boste morali zagotoviti napetost, da bo lahko delovala.
Recimo, da imate vir napetosti, vendar ni nastavljiv in vaša obremenitev zahteva manjšo napetost. Najenostavnejši način za odpravo tega je z dvema uporoma, ki bosta sestavljala a delilnik napetosti. Če veste, kako delujejo napetostni delilniki, boste vedeli, kako velik del elektronskih vezij deluje!
2. korak: Kako deluje razdelilnik napetosti - primer
Delektor napetosti deluje tako, da oddaja del vhodne napetosti. Ta delež je določen z razmerjem med dvema upori. Kirchoffovi zakoni nam povejte, da bo v tokokrogu, ki ga sestavljajo nekatere vhodne napetosti Vin in dva upora R1 in R2, napetost, razpršena po R2,
Vin * R2 / (R1 + R2) .
Če smo vzpenjati naše obremenitve vzporedno z R2, lahko dajemo kakršno koli napetost (manj kot Vin) z dobro izbiro vrednosti R1 in R2.
Na primer, če je Vin 15 V in sta R1 in R2 oba 100 ohma (kot v priloženi datoteki voltage-divider.pdf ), Vout = 15 * (100) / (200) = 7,5 V. Tako lahko dobimo izhodno napetost 7,5 V iz fiksnega vira 15 V!
Korak 3: Problemi z razdelilniki napetosti kot viri napetosti (ali uvod v Sag)
The odpornost na ven (kar lahko zamislimo kot notranji upor napetostnega vira) delilnika napetosti
R1R2 / (R1 + R2) .
Čeprav bi bilo dovolj preprosto zgraditi napetostni delilnik in ga uporabiti kot vir napetosti, naletimo na velik problem. Dejanska napetost obremenitve se izkaže za precej odvisno od upornosti tovora.
Ta odvisnost napetosti od upornosti obremenitve povzroči upogibanje, kar ni zaželeno za vir napetosti. V idealnem primeru bi imeli konstantno napetost na obremenitvi, ne glede na njeno upornost. Vendar, ko se priključimo na obremenitev, moramo vzporedno upoštevati obremenitveno upornost in R2. Če želite dodati te upornosti, preprosto sledite enačbi
1 / Req = 1 / R2 + 1 / R3 ,
kjer je 1 / R3 upornost tovora. To nam omogoča, da skupaj dodamo upor, saj je to enakovredna upornost obeh uporov, ki tvorita dejanski delilnik napetosti. Z dvema v mislih, si lahko ogledamo primer, koliko lahko napetostni delilnik spusti z majhno obremenitvijo.
Recimo, da imamo enak upor kot prej. Vendar pa bomo tokrat dodali 10 ohmsko obremenitev. Namesto drugega upora v napetostnem delilniku, ki je enak 100 ohmom, moramo v vzporedni upor upoštevati faktor Req kot naš upor.
Z 10 ohmom in 100 ohmskim vzporednim uporom je ekvivalentna upornost 9,09 ohma (1/10 + 1/100 = .11, 1 / .11 = 9,09). Ko se to uporabi kot drugi upor v delilniku napetosti, dobimo napetostni delilnik, ki izloči 9,09 / 109,09 * 15 = 1,25 V, bistveno manj kot 7,5 voltov, ki smo jih želeli!
Kar na koncu želimo, je trd napetostnega vira ali tistega, ki ne spreminja izhodne napetosti, ne glede na to, kakšna je upornost
Korak 4: Transistorji Rešite naš problem - Emitter Follower
Izkazalo se je, da je dobra rešitev tega problema poseben tokokrog, imenovan emiter sledir. Oddajnik za oddajnik je sestavljen iz vhodnih napetosti (ki lahko ali pa ne izvirajo iz istega vira) na osnove in zbiralec tega, kar imenujemo tranzistor, z izhodno napetostjo (in našo obremenitvijo, sčasoma) pri tranzistorju oddajnik.
Obstajata dve glavni pravili vedeti, ko delate s tranzistorji.
1. Napetost oddajnika bo vedno osnovna napetost minus 0,6 V padca (kar je za diode, ki povezuje bazo z oddajnikom.
2. Tok iz oddajnika je vedno enak toku iz kolektorja, ki je približno 100-krat večji od toka iz baze. ( Obstajajo določene omejitve: če vir kolektorja ne more dati dovolj napetosti, da bi ohranil tok na tej ravni, vaš tovor ne bo dobil napetosti, ki jo poskušate dati. Prav tako mora biti napetost iz kolektorja vedno približno 0,2 V višja od napetosti iz baze. V nasprotnem primeru se bo tranzistor prekinil.)
Na prvi pogled se emiter zgleda kot nekoristen krog. Naša izhodna napetost je preprosto naša vhodna napetost, minus 0,6 V, ki jo izgubimo skozi tranzistor.
Vendar pa je lahko emitorski odzivnik zelo koristen v smislu "utrjevanja" našega napetostnega vira (t.j. zmanjšanja upogiba). Idealno je, da je notranji upor napetostnega vira minimalen, in naša upornost obremenitve je maksimalna. Na to lahko gledamo kot na napetostne vire, ki so "naklonjeni" obremenitvam z velikim uporom in obremenjujejo "simpatične" vire napetosti z nizkim notranjim uporom.
Faktor ~ 100 razlike toka med oddajnikom in bazo pomeni, da je upornost našega napetostnega vira (ki je v našem primeru nekaj, kar se imenuje Thevenin odpornost našega napetostnega delilnika) ~ 100-krat manjša od naše obremenitve, kar pomaga z našo težavo!
Oglejmo si naš prejšnji primer, zdaj pa z uporabo našega oddajnega vira napajalnika. Potem Vout = Vin * (Rload) / (Rload + Rth / 100) = 15 * (10) / (10 + 50/100) = 15 * (10) / (10,5) = 14,28 V.
Korak 5: Darn dober vir napetosti (ali na vsaj še kaj boljšega)
To vezje, ki je prikazano tukaj, je tisto, ki bo zagotovil trd 5V tok, ki bo padel le 5% pri maksimalnem toku, ki gre skozi obremenitev, ki je 25 mA. To so na splošno dobre številke za večino vezij, ki jih boste napajali in številke lahko ustrezno spremenite, da ustrezajo vašim potrebam. Drugi upor, ki izstopa iz oddajnika, bo obremenitev preprečil razstrelitev. Če želite, da drugi upor od vpliva na vašo zasnovo, želite ohraniti to odpornost znatno višja od upornosti obremenitve (glej vzporedne enačbe upora, če to nima smisla).
